CN201063534Y - 一种开关电源的软启动及整流一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种开关电源的软启动及整流一体化装置，包括将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，还包括软启动电阻和电压反馈电路。将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块包括六只整流二极管(1～6)和一只可控硅(7)；电压反馈电路包括一个高频变压器(14)、一个整流二极管(13)、两个电解电容(10、12)、一个三端稳压器(11)和一个限流电阻(9)。二极管(1、3、5)的共阴极端接可控硅(7)的阳极；软启动电阻(8)的一端接可控硅(7)的阳极，另一端接可控硅(7)的阴极。开关电源的软启动及整流一体化装置结构简单、可靠性高，且通用性强，可以广泛应用于使用全桥整流电路的设备中。

Description

一种开关电源的软启动及整流一体化装置
技术领域
本实用新型涉及开关电源的启动装置，特别是涉及一种开关电源的软启动及整流一体化装置。
背景技术
交流输入的开关电源在启动瞬间容易在输入整流装置上产生很大的电流尖峰，该电流尖峰会导致整流装置的损坏。因此，在一般的开关电源中都会采用一套软启动电路，来消除整流装置上启动瞬间的电流尖峰。专利ZL00253322.7《高频开关电源软启动装置》中公开了一种包括可控硅整流电路、启动整流电路、逆变电路和辅助整流电路的软启动电路，这种软启动电路将开关电源中原先简单的由二极管组成的不控整流电路变换为由可控硅和二极管复合组成的整流电路，大大增加了系统的复杂性，且该方法中三只可控硅如果不能同时导通，还会导致直流电压的波动，容易造成电路中其他设备的损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种开关电源的软启动及整流一体化装置，降低系统的复杂性，并解决电路中多个可控硅不能同时导通，导致直流电压的波动，容易造成电路中其他设备的损坏的问题。
一种开关电源的软启动及整流一体化装置保持了原有的二极管整流电路，仅通过一个电压反馈电路控制一个可控硅的通断，来实现软启动的功能。该装置包括将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，还包括软启动电阻和电压反馈电路。其中功率模块包含由六只整流二极管组成的全桥整流电路和一只可控硅；电压反馈电路包括一个高频变压器、一个整流二极管、两个电解电容、一个三端稳压器和一个限流电阻。功率模块中六个整流二极管两两首尾相接组成三组桥臂，三组桥臂的二极管阴极相互连接，三组桥臂的二极管阳极相互连接，由此组成全桥整流电路，该全桥整流电路的二极管共阴极端接可控硅的阳极；软启动电阻的一端接可控硅的阳极，另一端接可控硅的阴极；电压反馈电路中的高频变压器的原边接开关电源中逆变桥的交流输出端，高频变压器副边的一端接整流二极管的阳极，整流二极管的阴极接三端稳压器的输入端，同时与一个电解电容的正极相连接，三端稳压器的输出端再连接至另一个电解电容的正极后，再连接至限流电阻的一端，限流电阻的另一端与功率模块中的可控硅的门级相连接，高频变压器副边的另一端与两个电解电容的负极、三端稳压器的公共端以及可控硅的阴极相连接。
启动瞬间，功率模块中的六个二极管将输入的三相交流电整流为直流电，并通过软启动电阻给逆变电路的直流侧电容缓慢充电，同时逆变电路的输出侧交流电压也缓慢升高，高频变压器将逆变电路的输出侧交流电压降压后连接至三端稳压器的输入端，当逆变电路的输出侧交流电压达到设定值后三端稳压器的输出电压达到稳压值，并通过限流电阻使可控硅导通，可控硅导通后将软启动电阻短路，整流桥通过可控硅向逆变电路供电，软启动过程结束。其中接在三端稳压器两侧的电解电容的作用是保证三端稳压器输入、输出端电压的稳定。
在实际应用中，可以选择通用的将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，并且将软启动电阻和电压反馈电路集成在一块印制板上，由于软启动电阻只是启动瞬间通过电流，可以选择功率较小的电阻；而逆变桥输出的交流电压的频率较高，可以保证高频变压器的较小体积和重量。以上各因素保证了本实用新型的该开关电源的软启动及整流一体化装置的结构简单化以及体积的小型化，该装置制作成通用软启动模块，可以应用于很多使用全桥整流电路的设备中。
该开关电源的软启动及整流一体化装置结构简单、可靠性高，且通用性强，可以广泛应用于使用全桥整流电路的设备中。
附图说明
图1为一种开关电源的软启动及整流一体化装置应用于开关电源的电路原理图。
1.整流二极管a    2.整流二极管b    3.整流二极管c     4.整流二极管d
5.整流二极管e    6.整流二极管f    7.可控硅          8.软启动电阻
9.限流电阻       10.电解电容a     11.三端稳压器     12.电解电容b
13.整流二极管    14.高频变压器    15.电解电容       16.功率开关a
17.功率开关b     18.功率开关c     19.功率开关d
具体实施方式
实施例1
一种开关电源的软启动及整流一体化装置，包括将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，还包括软启动电阻和电压反馈电路。其中功率模块包括整流二极管a1、整流二极管b2、整流二极管c3、整流二极管d4、整流二极管e5、整流二极管f6和一只可控硅7；电压反馈电路包括一个高频变压器14、一个整流二极管13、电解电容a10、电解电容b12、一个三端稳压器11和一个限流电阻9。功率模块中整流二极管a1、整流二极管b2、整流二极管c3、整流二极管d4、整流二极管e5、整流二极管f6组成全桥整流电路，整流二极管a1、整流二极管c3、整流二极管e5的共阴极端接可控硅7的阳极；软启动电阻8的一端接可控硅7的阳极，另一端接可控硅7的阴极；电压反馈电路中的高频变压器14的原边接由功率开关a16、功率开关b17、功率开关c18、功率开关d19组成的逆变桥的交流输出端，高频变压器14副边的一端接整流二极管13的阳极，整流二极管13的阴极接三端稳压器11的输入端，同时与一个电解电容b12的正极相连接，三端稳压器11的输出端再连接至另一个电解电容a10的正极后，再连接至限流电阻9的一端，限流电阻9的另一端与功率模块中的可控硅7的门级相连接，高频变压器14副边的另一端与电解电容a10和电解电容b12的负极、三端稳压器11的公共端以及可控硅7的阴极相连接。
功率模块中整流二极管a1、整流二极管b2、整流二极管c3、整流二极管d4、整流二极管e5、整流二极管f6组成一个不控全桥整流电路，其作用是将输入的三相交流电整流为直流电，在开关电源输入上电后，首先通过软启动电阻8给电解电容15缓慢充电，该电解电容15是由功率开关a16、功率开关b17、功率开关c18、功率开关d19组成的逆变电路的直流侧电容，逆变电路将电解电容15上的直流电压转化为交流电压，随着电解电容15上电压的缓慢升高，逆变电路的输出侧交流电压也随之缓慢升高，高频变压器14将逆变电路的输出侧交流电压降压后连接至三端稳压器14的输入端，当电解电容15上的直流电压达到一定数值后，逆变电路的输出侧交流电压达到设定值，同时三端稳压器11的输出电压达到稳压值，并通过限流电阻9使可控硅7导通，可控硅7导通后将软启动电阻8短路，整流二极管a1、整流二极管b2、整流二极管c3、整流二极管d4、整流二极管e5、整流二极管f6组成一个不控全桥整流电路通过可控硅7向逆变电路供电，软启动过程结束。其中接在三端稳压器11两侧的电解电容a10、电解电容b12的作用是保证三端稳压器11输入、输出端电压的稳定。
实施例2
一种开关电源的软启动及整流一体化装置，包括将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，还包括软启动电阻和电压反馈电路。选择通用的将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，并将软启动电阻8和电压反馈电路集成在一块印制板上，由于软启动电阻8只是启动瞬间通过电流，可以选择功率较小的电阻；而逆变桥输出的交流电压的频率较高，保证高频变压器14的较小体积和重量。该装置还可制作成通用软启动模块，可以应用于很多使用全桥整流电路的设备中。

Claims (2)

1.一种开关电源的软启动及整流一体化装置，包括将可控硅和不控全桥整流电路集成于一体的功率模块，其特征在于还包括软启动电阻和电压反馈电路，功率模块包括整流二极管a(1)、整流二极管b(2)、整流二极管c(3)、整流二极管d(4)、整流二极管e(5)、整流二极管f(6)和一只可控硅(7)；电压反馈电路包括一个高频变压器(14)、一个整流二极管(13)、电解电容a(10)、电解电容b(12)、一个三端稳压器(11)和一个限流电阻(9)；功率模块中整流二极管a(1)、整流二极管b(2)、整流二极管c(3)、整流二极管d(4)、整流二极管e(5)、整流二极管f(6)组成全桥整流电路，整流二极管a(1)、整流二极管c(3)、整流二极管e(5)的共阴极端接可控硅(7)的阳极；软启动电阻(8)的一端接可控硅(7)的阳极，另一端接可控硅(7)的阴极；电压反馈电路中的高频变压器(14)的原边接由功率开关a(16)、功率开关b(17)、功率开关c(18)、功率开关d(19)组成的逆变桥的交流输出端，高频变压器(14)副边的一端接整流二极管(13)的阳极，整流二极管(13)的阴极接三端稳压器(11)的输入端，同时与一个电解电容(12)的正极相连接，三端稳压器(11)的输出端再连接至另一个电解电容(10)的正极后，再与限流电阻(9)的一端连接，限流电阻(9)的另一端与功率模块中的可控硅(7)的门级相连接，高频变压器(14)副边的另一端与电解电容a(10)、电解电容b(12)的负极、三端稳压器(11)的公共端以及可控硅(7)的阴极相连接；功率模块中整流二极管a(1)、整流二极管b(2)、整流二极管c(3)、整流二极管d(4)、整流二极管e(5)、整流二极管f(6)组成一个不控全桥整流电路，将输入的三相交流电整流为直流电，在开关电源输入上电后，首先通过软启动电阻(8)给电解电容(15)缓慢充电，电解电容(15)是由功率开关a(16)、功率开关b(17)、功率开关c(18)、功率开关d(19)组成的逆变电路的直流侧电容，逆变电路将电解电容(15)上的直流电压转化为交流电压，随着电解电容(15)上电压的缓慢升高，逆变电路的输出侧交流电压也随之缓慢升高，高频变压器(14)将逆变电路的输出侧交流电压降压后连接至三端稳压器(14)的输入端，当电解电容(15)上的直流电压达到一定数值后，逆变电路的输出侧交流电压达到设定值，同时三端稳压器(11)的输出电压达到稳压值，并通过限流电阻(9)使可控硅(7)导通，可控硅(7)导通后将软启动电阻(8)短路，整流二极管a(1)、整流二极管b(2)、整流二极管c(3)、整流二极管d(4)、整流二极管e(5)、整流二极管f(6)组成一个不控全桥整流电路通过可控硅(7)向逆变电路供电，软启动过程结束；其中接在三端稳压器(11)两侧的电解电容a(10)、电解电容b(12)保证三端稳压器11输入、输出端电压的稳定。
2.根据权利要求1所述一种开关电源的软启动及整流一体化装置，其特征在于所述软启动电阻(8)和电压反馈电路集成于一块印制板上。
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